Question

Pręt metalowy o masie m = 0,05 kg i długości l = 0,1 m zawieszono poziomo na dwóch równoległych, o jednakowej długości drutach przymocowanych do jego końców. Całość umieszczono w jednorodnym pionowym polu magnetycznym o indukcji B = 0,1 T. Jeżeli przez pręt płynie prąd elektryczny, to druty wraz z prętem odchylają się o kątα = 45stopni. Obliczyć natężenie płynącego prądu i siłę napinającą każdy z drutów. Dane jest przyspieszenie ziemskie g. Masę drutów podtrzymujących pręt zaniedbać.

Proszę przede wszystkim o schematyczny rysunek z oznaczeniem danych z zadania. Mile widziane wyjaśnienia i nakierowanie na konkretne prawa i zasady. Obliczenia na danych liczbowych raczej zbędne.

Answer 1

m = 0.05 kg      L = 0.1 m      B = 0.1 T           α = 45°              g = 9.81 m/s²

 

Siła elektrodynamiczna odchylająca pręt:    Fel = I·L·B

 

Z równowagi sił działających na pręt wynika (patrz rysunek):

cosα = (m·g)/Fw             i              Fw = 2·N

 

cosα = (m·g)/(2·N)         ------->            N = (m·g)/(2·cosα) =  (0.05·9.81)/(2·cos45°) = 0.347 N

 

oraz:

 

tgα = Fel/(m·g) = (I·L·B)/(m·g)       ------>     I = (m·g·tgα)/(L·B) = (0.05·9.81·tg45°)/(0.1·0.1) = 49.05 A